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MÁQUINAS HIDRÁULICASMÁQUINAS HIDRÁULICASATAT--087087

Universidade Federal do ParanáUniversidade Federal do ParanáCurso de Engenharia Industrial MadeireiraCurso de Engenharia Industrial Madeireira

ATAT--087087

Dr. Dr. Alan Alan SulatoSulato de Andrade de Andrade

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ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS CENTRÍFUGASCENTRÍFUGAS

ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

INTRODUÇÃO:

� Em inúmeras aplicações industriais bem como emsistemas elevatórios de água ou esgoto, o campo devariação da descarga mássica ou volumétrica e davariação da descarga mássica ou volumétrica e daaltura manométrica pode ser excessivamente amplo,para ser abrangido pelas habilidades de uma únicabomba.


INTRODUÇÃO:

Necessidades

Equipamento A

Equipamento B

Equipamento CVariáveis

Fixas

?


INTRODUÇÃO:

� Desta forma um sistema poderá exceder às faixas deoperação de bombas de simples estágio. Nestescasos, uma das soluções seria a associação decasos, uma das soluções seria a associação debombas.


INTRODUÇÃO:

� Podemos avaliar algumas razões para a associaçãodestes dispositivos:� Razões técnicas: quando um desnível elevado� Razões técnicas: quando um desnível elevado

acarretar em um rotor de grande diâmetro e altarotação, e com isso altas acelerações centrífugas edificuldades na especificação de materiais.

� Razões econômicas: quando o custo de duasbombas menores é inferior ao de uma bomba demaiores dimensões para fazer o mesmo serviço.


INTRODUÇÃO:

� Recorre-se então a associações ou ligações de duasou mais bombas em série ou em paralelo.

Associação em paraleloAssociação em série


ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE:

� Este sistema é utilizado quando se necessita variarmuito a altura manométrica de elevação.Características:Características:A vazão não é alterada,A pressão é aumentada a medida que passa peloequipamento,Altura manométrica: Ht=Hbomba(a)+Hbomba(b)



� O sistema é empregado quando a elevatória deveatender a reservatórios em níveis ou distânciasdiferentes ou a processamentos industriais ondediferentes ou a processamentos industriais ondereservatórios sob pressões diferentes devam sersucessivamente abastecidos, ou ainda quando numprocesso houver condições de pressões bastantediversas.



� Podemos concluir que, quando associamos duas oumais bombas em série, para uma mesma vazão, acarga manométrica será a soma da cargacarga manométrica será a soma da cargamanométrica fornecida por cada bomba.

� Portanto, para se obter a curva característicaresultante de duas bombas em série, iguais oudiferentes, basta somar as alturas manométricastotais, correspondentes aos mesmos valores devazão,em cada bomba.



� Quando a altura manométrica for muito elevada,devemos analisar a possibilidade do emprego debombas em série, pois esta solução poderá ser maisbombas em série, pois esta solução poderá ser maisviável, tanto em termos técnicos como econômicos.



� Como principal precaução neste tipo de associação,devemos verificar se cada bomba a jusante temcapacidade de suporte das pressões de montante nacapacidade de suporte das pressões de montante naentrada e de jusante no interior da sua própriacarcaça.

� Para melhor operacionalidade do sistema éaconselhável a associação de bombas idênticas, poiseste procedimento flexibiliza a manutenção ereposição de peças.


ASSOCIAÇÃO EM PARALELO:

� Este sistema é utilizado quando se necessita variarmuito a vazão.Características:Características:A vazão é alterada,A pressão é aumentada,Altura manométrica se mantém praticamenteconstante.



� O emprego de bombas em paralelo permitirá umavantagem operacional de que havendo falha nofuncionamento em uma das bombas, não aconteceráfuncionamento em uma das bombas, não aconteceráa interrupção completa e, sim, apenas uma reduçãoda vazão bombeada pelo sistema. No caso de apenasuma bomba aconteceria a interrupção total, pelomenos temporária, no fornecimento.



� Em uma segunda situação a associação em paralelopossibilitará uma flexibilização operacional nosistema, pois como a vazão é variável poderemossistema, pois como a vazão é variável poderemosretirar ou colocar bombas em funcionamento emfunção das necessidades e sem prejuízo da vazãorequerida.



� A associação de bombas em paralelo, no entantorequer precauções especiais por parte do projetista.Algumas "lembranças" são básicas para se ter umaAlgumas "lembranças" são básicas para se ter umaboa análise da situação, como por exemplo, quandodo emprego de bombas iguais com curvas estáveis.



� Vazão - uma bomba isolada fornecerá vazãodiferenciada quando esta mesma bomba forassociada em paralelo com outra igual porque aassociada em paralelo com outra igual porque avariação nas perdas de carga nas linhas serãodiferentes;

� NPSHr- este será maior com uma só bomba emfuncionamento, pois neste caso a vazão decontribuição de cada bomba será maior que se amesma estiver funcionando em paralelo;



� Potência consumida - este item dependerá do tipo defluxo nas bombas, onde temos para o caso de fluxoradial potência maior com uma bomba, fluxo axialradial potência maior com uma bomba, fluxo axialpotência maior com a associação em completofuncionamento e, no caso de fluxo misto, seránecessário calcularmos para as diversas situaçõespara podermos indicar o motor mais adequado.



� Para outras situações, como nos casos de associaçãocom bombas diferentes, sistemas com curvasvariáveis, as análises tornam-se mais complexas, masvariáveis, as análises tornam-se mais complexas, masnão muito difíceis de serem desenvolvidas.



� Curva característica de uma associação em paralelo:� Soma das curvas originais de cada bomba, seguindo

o critério de que ambas as bombas estão sujeitas ào critério de que ambas as bombas estão sujeitas àmesma pressão manométrica.

� Como a pressão é a mesma e as bombas contribuemcada uma com a sua vazão, referente àquela pressão,a curva da associação em paralelo é obtida pela somadas vazões de cada curva, para cada pressão.



� Muitas vezes a utilização deste tipo de associação érealizada apenas como um sistema de segurança enão visando ou aumento ou a variação da vazão. Umnão visando ou aumento ou a variação da vazão. Umexemplo deste tipo de situação seria a associação dedois ou mais dispositivos em sistemas dealimentação de água em geradores de vapor(caldeira).



Tanque deCondensado

B1

Dispositivos - Ciclo Rankini

B2Gerador de Vapor

Turbina

Condensador


RENDIMENTO NAS ASSOCIAÇÕES:

� Na associação em série de duas bombas, a vazãodas bombas é igual à da associação. O rendimento daassociação em série pode ser explicitado conforme aassociação em série pode ser explicitado conforme aequação:


RENDIMENTO NAS ASSOCIAÇÕES:

� No caso de uma associação em paralelo, as bombasvão experimentar o mesmo diferencial de pressões,portanto: HA//B= HA= HB Deste modo, o rendimentoportanto: HA//B= HA= HB Deste modo, o rendimentopara uma associação em paralelo de duas bombas é:


ASSOCIAÇÕES

� Em virtude de diversos fatores mencionados e emfunção das características intrínsecas ao sistema detransporte de fluídos a ser projetado, se verifica atransporte de fluídos a ser projetado, se verifica anecessidade de um cuidadoso estudo técnico eeconômico do sistema a ser instalado.


ASSOCIAÇÕES

184m

Considerar:Va=2m/sJa=4m

Vr=13m/s

NR

32m

Selecionar o melhor equipamento em função de H e Q ou a associaçãoConsiderar a carta de operação (n=3500RPM)

Vr=13m/sJr=8mDr=0,08m


ASSOCIAÇÕES

34m

Considerar:Va=2m/sJa=4m

NR

14m

Selecionar o melhor equipamento em função de H e Q ou a associaçãoConsiderar a carta de operação (n=3500RPM)

Jr=8m

Vazão demandanda: Variável1600/min a até 6800l/min


ASSOCIAÇÕES

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